Ученые из США интегрировали платиновые наночастицы в графеновые слои, создав инновационный катализатор для топливных элементов

Исследователи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA), возглавляемые профессором Ю Хуаном, разработали инновационный катализатор, который способен значительно повысить эффективность и долговечность топливных элементов. Эта технология может существенно способствовать переходу к экологически чистым грузовым автомобилям и автобусам, помогая сократить выбросы углекислого газа.

Топливные элементы — это устройства, преобразующие водород и кислород в электрическую энергию, как миниатюрные электростанции. Они идеально подходят для крупногабаритного транспорта, такого как грузовики, поскольку обеспечивают большую мощность по сравнению с аккумуляторами. Однако проблема заключается в том, что стандартные платиновые катализаторы имеют тенденцию изнашиваться. Со временем частицы платины растворяются или слипаются, что приводит к потере мощности топливных элементов.

Команда UCLA предложила решение этой проблемы. Они разработали катализатор, в котором крошечные частицы платины заключены в тонкие графеновые слои — материал, напоминающий углеродную «пленку». Эти графеновые «оболочки» защищают платину от разрушения и удерживают частицы в стабильной позиции, препятствуя их слипанию. Всё это установлено на специальной углеродной основе, повышающей прочность катализатора.

При испытаниях новый катализатор проявил исключительные свойства: он почти не терял мощности даже после 90 000 циклов эксплуатации, что соответствует более чем 200 000 часам службы. Это значительно превышает установленные стандарты для тяжеловесного транспорта. Более того, он обеспечил высокую мощность — 1,08 ватта на квадратный сантиметр, сохраняя яркость искры для топливных элементов.

«Мы создали катализатор, который служит своеобразной бронёй для платины, — объясняет Ю Хуан. — Он не только продлевает срок службы, но и усиливает топливные элементы, позволяя грузовикам преодолевать большие расстояния без нанесения вреда окружающей среде». Эта технология может стать ключом к развитию экологически чистого транспорта, и в будущем ученые планируют улучшать как катализаторы, так и сами топливные элементы, чтобы повысить их эффективность.

Источник: iXBT